人工影响天气在农业气象防灾减灾中的措施分析
吴江鹏 姚国梁
1.山西省曲沃县气象局 2.山西省榆社县气象局
引言
随着全球气候变化的加剧,极端天气事件频发,给农业生产带来了前所未有的挑战。干旱、洪涝、冰雹等自然灾害不仅严重威胁着农作物的生长与产量, 还直接影响着农民的收入与生活水平。因此,探索有效的农业气象防灾减灾措施显得尤为重要。人工影 科技手段 近年来在农业领域得到了广泛关注与应用。它通过对自然天气条件的科学干预,旨在减轻 免自然灾害对农 不利影响,提高农业生产的稳定性和可持续性。本文旨在全面分析人工影响天气在农业气象防灾减灾中的具体措施,以期为农业生产提供更加有力的科技支撑。
1 人工影响天气在农业中的应用优势
第一,人工影响天气技术的有效应用能够为农作物生长提供有利稳定的环境,比如人工降雨或人工降雪技术,能够为干旱地区及时补充农作物生长所需的水分和适宜温度,从而实现当季农作物产量和质量的稳步提升。第二,气候条件的波动正随着全球气候的变化出现明显的异常发展趋势,农业生产也正因这种自然环境的变化而陷入发展困境。人工影响天气在农业领域的实际应用,能够借助调节气候和大气结构的方法,来抵消气候条件波动对农业生产的部分影响,增强农业生产的稳定性与可靠性。第三,随着各种现代化技术手段在各行业中的应用,目前气象部门已建立健全气象监测与农作物管理平台,实现了对各种可能出现的自然灾害提前预警,根据监测数据所使用的人工影响天气技术能够有效预防各类自然灾害,减轻了人员伤亡和经济财产损失。
2 人工影响天气在农业气象防灾减灾中的具体应用
2.1 人工降雨
人工降雨是一种以人为作业方式,促进云滴快速凝结并增大成雨滴降落到地面,由此增加降水量的增雨技术。云层的微物理结构和降水效率会受到自然环境影响而具有不可控性,因此需要通过向云中适当释放催化剂,如碘化银、液态氮等来改变云的微物理过程,满足降水所需的必要条件,从而达到促进或增加降水的目的。人工降雨的实施手段具有多样化特征,可以根据目标云层种类、现有高度和地理位置等多种因素,选择更适合开展人工降雨的工具或技术方法。比如,从云的实际温度和物理特性角度出发,可以将人工降雨分为冷云催化增雨和暖云催化增雨两种方式。其中,冷云催化增雨是针对温度小于0℃的冷云来说的,温度较低的冷云内部缺乏能够促使云底生长的冰晶,因此可以通过向云中播撒碘化银等催化剂,来促使人工冰核在云内聚集,冰核聚集到一定程度会转化为能够吸收水汽并凝结增长的冰晶,到一定程度会从云层中降落,在进入暖区后融化为雨滴,完成人工降雨。除了碘化银以外,冷云催化增雨中还会使用固态二氧化碳干冰来吸收空气中的大量热量,云层周围空气会随着干冰的释放而出现急剧下降趋势,内部水蒸气遇冷会凝结成冰粒,并在下降过程中遇暖融化为水滴,最终形成降雨;暖云催化增雨是针对温度高于0℃的暖云来说的,温度较高的暖云内部结构稳定且物理性质较为完善,内部现有水滴在自然环境因素的影响下会呈现出难以落下的大小均匀状态,因此可以向空中释放适量吸湿剂,如盐粉等,云滴谱分布会因吸湿剂的加入由均匀分布变为无序分布状态,吸湿性凝结核在高湿度云雾环境中会逐渐凝结增大,变成足以落下的雨滴,最终形成降雨。
2.2 人工防雹减灾
人工防雹减灾是基于雹云形成和发展过程,以人工作业方式来改变雹的微物理结构,尽可能抑制冰雹在云层中的生长和继续发展,最终达到减轻或直接避免冰雹对农业种植区的影响。受到强对流积雨云或其他气候因素的影响,云层中的初始冰雹会逐渐累积并与周围水滴凝结,由此形成直径较大、颗粒较大的冰雹。为了进一步降低云中的水珠或冰晶体数量,避免其在强上升气流推动下凝结成,产生对人类生产生活较大负面影响的冰雹,需要向云中加入大量人工冰晶,不断吸收云层周围的水汽和小水滴,从而抑制云中原有冰雹的增长速度和态势。主要可使用高炮,火箭等设备向云层中播撒催化剂,由此在云中生成众多能够吸收水汽的人工冰核,进一步减少冰雹的数量,实现对冰雹灾害的有效抑制。就人工防雹减灾技术的实际应用效果来看,一方面,除了传统高炮发射作业方式以外,随着现代化信息技术手段和人工治理理念的不断更新,目前人工防雹减灾技术已经能根据目标区域的实际自然状况和经济情况,适当选择高射炮或火箭等多种作业模式,使得人工防雹减灾更具有实效性和准确性的特征。另一方面,目前已出现了基于气候条件等自然因素和大数据分析算法的新型冰雹预报系统,相关从业者能够使用雷达等设备或仪器对目标区域内的实际天气情况进行实时监测与数据收集,从而生成能够为后续人工防雹减灾作业提供稳定支撑的气象预报,确保人工防雹减灾的及时性和有效性。
2.3 霜冻防护
霜冻是指一种由于自然环境温度在短时间内下降到 0℃以下,由此导致空气水蒸气迅速凝结成霜的低温天气现象,霜冻对农作物的危害主要是通过降低土壤表面温度和植物表面温度的方式,削弱农作物的生理机能,最终导致农作物减产。对于霜冻气象的主要防护措施有如下几种:一是可以采用较为直接的人工加热防霜方法,在种植区域内布设热风机、小型加温塔等加热设备,利用加热设备的作用,向种植区域周围环境释放足够多的热量,在阻挡地面辐射散热的同时,进一步提高近地面空气和土壤表面温度,为农作物提供保证其存活和健康生长的足够热量。二是可以采用喷水灌溉方法,使用喷雾设备在一定时间内向农作物表面喷洒水雾,通过长期喷水灌溉作业,确保附着在农作物表面上的水会因周围环境温度的降低而凝结,由此释放出能够保护农作物免受冻害的足够热量,保证农作物土壤温度和表面温度维持在0℃以上。
3 结束语
综上所述,人工影响天气在农业气象防灾减灾中发挥着不可或缺的作用。通过科学的措施分析,不仅能够有效地应对极端天气事件,还能最大限度地减少其对农业生产的影响。合理利用人工影响天气的技术手段,结合精准的农业气象预报,将为我国的农业安全和可持续发展提供强有力的支持。
参考文献
[1]张俊成.基于人工影响天气的农业气象防灾减灾措施[J].河北农机,2024,(07):70-72.
[2]尹萧羽.人工影响天气在农业气象防灾减灾中的作用及对策分析[J].农业灾害研究,2022,12(06):134-136.